虚拟现实技术及其在地球科学中的应用

虚拟现实技术以其具有的沉浸感、交互性、实时性、构想性等特点而越来越为广大地学工作者所关注。本文首先介绍了虚拟现实系统的组成,之后综述了近几年国内外地球科学部分领域应用虚拟现实技术的研究文献。与传统方法相比,虚拟现实技术在很大程度上提高了科学研究的效率,能提供更丰富的可视化和交互环境,使科学家能够操纵多达GB甚至TB级数据,以一种身临其境方式来对研究对象进行观察、分析和实时操作,而无需科研人员到达现场。通过虚拟现实系统,能将尽可能多学科的数据放到同一个环境下,增强科研人员研究问题的深度和广度,避免得出错误结论。同时能重塑不可再生资源,避免了在科学研究的同时对其造成的破坏,有助于科学知识在公众中的传播。与西方发达国家相比,我国的（沉浸式）虚拟现实技术在地学领域的应用还处在起步阶段,在拥有大量高精度LiDAR地形数据的活动构造等领域亟待引入该项技术,以一种全新的视野来重新审视地球科学研究,并推动该学科在未来的发展。     

祁连山北缘玉门-北大河断裂晚第四纪活动特征

通过卫星影像解译、野外实地调查并结合前人研究成果,对位于祁连山北缘的玉门—北大河断裂晚第四纪构造活动特征进行研究。结果表明,玉门—北大河断裂为一条全新世活动的逆冲断裂,该断裂西起玉门青草湾,向东经老玉门市、大红泉止于骨头泉,全长约80km,整体走向NWW。根据断裂的几何结构及活动习性可将其分为三段:东段构造形态简单连续,为逆冲断层陡坎为主的古地震地表破裂带;中段结构复杂,由多条次级断层组成,以逆冲扩展为主;西段未出露地表而成为盲断裂-褶皱带。通过对断层陡坎差分GPS测量及相应地貌面年代测试,得到断裂晚更新世以来逆冲速率约为(0.73±0.09)mm/a。     

祁漫塔格北缘断裂晚第四纪以来活动特征初步研究

祁漫塔格北缘断裂处于青藏高原内部造山带地区,其构造活动反映了青藏高原的构造演化特征。本文采用活动构造和构造地貌相结合的研究方法,对该断裂的活动性进行初步分析研究。首先采用航卫片解译和野外调查,发现该断裂断错了山前全新世冲洪积扇,形成的断层陡坎高度在1.5~2.5m。通过扩散方程,并参考前人研究结果,认为祁漫塔格北缘断裂晚第四纪的抬升速率初步限定在1~2mm/a。我们基于数字高程模型提取的地形高程纵剖面和面积-高程积分,其结果也支持祁漫塔格北缘存在构造活动。     

滇西南打洛断裂晚第四纪活动特征

滇西南打洛断裂位于青藏高原向SE方向物质挤出的最前端,其构造活动记录了青藏高原东南缘最新构造活动信息。通过卫星影像分析、现场追踪调查、探槽开挖、年代样品测试、断错微地貌高精度测绘等工作,对打洛断裂晚第四纪活动特征进行深入研究。结果表明,打洛断裂是一条全新世活动的左旋走滑断裂,晚第四纪水平滑动速率上限值为(2.5±0.1)mm/a,下限值为(0.8±0.1)mm/a,平均约(1.7±0.9)mm/a。假定断裂滑动速率基本保持恒定,根据沿断裂地质体最大位错约(11.2±0.5)km,估算其走滑活动构造转换时代应为(4.4~14.9)Ma B.P.。断裂最近一次构造活动时间为(360±30)a^850±30a B.P.。     

“中国地震预报论坛学术交流（2022）”专辑序

<正>1引言 为了能够有效记录学术交流实况,并有助于历次交流内容的查阅和检索,中国地震预报论坛2017—2019年期间的学术交流论文专辑在《国际地震动态》每年第8期出版。2020年度学术交流文集在《地震地磁观测与研究》2021年第2期以“中国地震预报论坛学术交流（2020）”专栏形式刊出,中国地震预报论坛2021年度学术交流文集在《地震地磁观测与研究》2021年增刊1刊出。     

大青山山前断裂土右旗西段莲花山探槽揭露的古地震事件及年龄

大青山山前断裂位于河套盆地北缘,晚第四纪以来活动强烈,前人对该段古地震特征做过较多研究,但是因测年技术手段限制,以及在同一断层剖面拥有较多能有效约束古地震事件的测年数据较少、且能揭露出较多古地震事件的剖面偏少。本文通过对大青山山前断裂土右旗西段莲花山东侧古地震探槽的开挖,利用光释光年代学数据对古地震事件进行有效约束,并结合前人在该段探槽的年代数据,运用断层逐次限定法综合分析,得出土右旗西段断裂距今约11 500年发生了5次古地震事件,平均复发间隔2 260年。该段断裂5次古地震事件由新到老分别为：1.28～1.42 ka、3.41～3.60 ka、4.08～5.01 ka、8.26～9.32 ka和10.70～11.30 ka。最新一次活动事件应该为公元849年地震。同时,探槽揭露该段断层呈正断层性质,倾角在∠58°～∠77°之间。根据经验公式,包头段、土右旗西段和土左旗西段的潜在发震能力分别在M_W6.8～7.1、M_W6.8～7.1和M_W7.1～7.2左右。本文经验公式得出的震级偏小,可能存在级联破裂,后期需进一步结合其...     

古地震事件震级或强度大小限定的讨论

震级是表征地震能量大小的重要参数, 但在古地震研究中, 由于难以精确给定与地震矩紧密相关的破裂参数, 故而无法直接计算事件的震级大小。研究者通常假定事件序列为震级相似的特征地震, 或基于震级已知的历史地震地表破裂参数获取经验关系来进行震级估算。但已有研究表明特征地震的假设过于简化, 而利用经验关系估算震级的方法也受限于各种误差, 因此亟需探索新方法以提升古地震事件震级或规模大小评估的合理性。近年来, 三维组合探槽的成功应用表明探槽内蕴含着丰富的事件变形信息, 进而证实了在探槽内评估事件规模大小的可行性。基于此, 文章以阿尔金断裂铜矿探槽为例, 利用探槽揭示的事件变形强度, 包括垂向位移量、变形带宽度和裂缝总拉张量, 来评估事件序列的规模。数据分析结果表明, 事件变形强度参数与震级相对大小具有一定的正相关性, 且各参数之间也呈现部分相关性。因此, 探槽中事件变形强度信息可以判断事件震级的相对大小, 充分挖掘探槽内的事件变形信息可为合理评估古地震事件的震级提供借鉴和参考, 在古地震研究中应加以重视。     

虚拟现实技术及其在地球科学中的应用

虚拟现实技术以其具有的沉浸感、交互性、实时性、构想性等特点而越来越为广大地学工作者所关注。本文首先介绍了虚拟现实系统的组成,之后综述了近几年国内外地球科学部分领域应用虚拟现实技术的研究文献。与传统方法相比,虚拟现实技术在很大程度上提高了科学研究的效率,能提供更丰富的可视化和交互环境,使科学家能够操纵多达GB甚至TB级数据,以一种身临其境方式来对研究对象进行观察、分析和实时操作,而无需科研人员到达现场。通过虚拟现实系统,能将尽可能多学科的数据放到同一个环境下,增强科研人员研究问题的深度和广度,避免得出错误结论。同时能重塑不可再生资源,避免了在科学研究的同时对其造成的破坏,有助于科学知识在公众中的传播。与西方发达国家相比,我国的（沉浸式）虚拟现实技术在地学领域的应用还处在起步阶段,在拥有大量高精度LiDAR地形数据的活动构造等领域亟待引入该项技术,以一种全新的视野来重新审视地球科学研究,并推动该学科在未来的发展。     

祁连山东段石羊河流域河流纵剖面及其构造意义

石羊河流域位于祁连山东段,其河流体系记录了最新的构造信息和构造活动。提取石羊河流域的地貌信息,有助于揭示祁连山东段石羊河流域地貌对构造活动的响应,及系统探讨该区地貌发育特征及其所蕴含的构造意义。文中基于GIS空间分析技术,利用数字高程模型(DEM)、Matlab脚本提取了石羊河流域7条河流的纵剖面,并利用基岩河道水力侵蚀模型对其进行分析,获得了7条河流的陡峭系数、平均侵蚀量、凹曲度、裂点分布、高程、距河流出水口距离和流域面积等地貌信息。结果表明,石羊河流域的各条支流至少存在1个主裂点,裂点上、下河段具有不同的陡峭度(ks)与凹曲度(θ),说明河流纵剖面裂点的上、下河段具有不同的发育趋势。对河流纵剖面、裂点分布及岩性进行综合分析,结果表明,古浪河、金塔河、杂木河、西营河、东大河和西大河都具有"坡折式"裂点,处于瞬时状态。祁连山东段河流地貌演化主要与构造活动相关。利用本区晚第四纪活动断裂相关裂点上游河道的凹曲度指标拟合出整条河流,得到石羊河流域的平均侵蚀量约488m,发源于古浪推覆体的6条支流的平均侵蚀量为508. 5m。进一步计算研究区河网归一化的河流陡峭系数(ksn)并得到其空间分布,结合河流纵剖面和裂点分析结果对祁连山东段石羊河流域的构造特征进行了综合分析,ksn的结果显示下游段陡峭系数<60,中游明显大于下游。同时,位于构造结处的古浪推覆体其ksn值呈现高值,表明该区第四纪以来经历了明显的构造抬升过程。文中结果表明石羊河流域地貌演变处于非均衡状态,构造变形是祁连山东段地貌演化的主要影响因素,控制着该区现今的地貌发育及演化历史。     

陇南市活断层地震危险性评估

在甘肃省陇南市活断层探测与地质填图研究的基础上,归纳了开展地震危险性评估所需的主要活动断裂的基本活动性参数;采用震级—破裂尺度关系、震级—频度关系等方法评估了陇南市相关断裂（带）的潜在最大震级和平均复发间隔;利用时间相依的地震潜势概率模型和泊松分布模型评估了各断裂或断层小区在未来50、100、200年内发生破坏性地震的概率。同时利用b值空间图像扫描的方法给出了研究区的b值图像,分析了高应力区的地震危险性。通过对以上结果的综合分析,结果表明盖山—迭山断裂或光盖山—迭山断层小区的西端表现为高应力累积区,且发生破坏性地震的概率较高,是未来危险程度较高的断裂段。